前沿科技知识在生物学教学中的应用

发布时间：2020-04-22 12:08:22 来源：文档文库

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前沿科技知识在生物学教学中的应用

作者：黄登妹

来源：《教育界·综合教育》2019年第08期

【摘要】在初中生物学教学中导入现代前沿科技知识是提高学生生物学科素养，拓宽知识面，培养创新思想的重要方法和手段，使学生更加适应社会发展和科技进步。文章提出前沿科技知识的导入要遵循提高兴趣、启发为主、量度适当、联系实际的原则，阐述了将前沿科技知识引入初中生物教学的意义，并举出相关实例进行了探讨。

【关键词】前沿科技知识;初中生物教学;应用

一、引言

在素质教育的背景下，单纯的升学考试并不能体现出初中生物学教学的目的和意义。生物学作为自然科学的六大基础学科之一，如何在教学过程中拓宽学生知识面，激发学生学习兴趣，培养创新能力，对教师提出了更高层次的要求和挑战[1-2]。长期以来，受课时量和各学科之间侧重与平衡的影响，初中生物学教学基本上都是在灌输强记重要知识点。这固然保证了学生知识面的宽度，符合初中生的基本认知和需求，然而从知识面深度的维度上看，能够激发学生自主学习、自主探索、自主研究的知识“激点”将被选择性忽视。初中生物教学中涉及的动物、植物、生态系统、人类等内容与高等教育中生命科学、环境科学、医学等分支学科息息相关，“第一次科普”如果未能让学生感受到生物学的丰富多彩，将直接影响后续学习的兴趣，对我国培养高端生物学人才产生重大影响。

在当今科技飞速发展的时代，前沿科技知识更新换代的速度是教学课本远远无法跟上的。英国早在20世纪80年代就开发了SIS（Science In Society）课程，为第六学级的学生提供基于社会实践的科学技术读物，它强调的是理论与实际相结合。Nature Methods在创刊十周年时评价了十大生物学革命性技术，其中包括基因编辑、二代测序、光遗传学、合成生物学等前沿科技知识，有些已走出实验室进入实际应用阶段。在自媒体推广和信息爆炸的时代，学生将通过各种媒介接受前沿科技知识的熏陶。作为初中生物学教师，更应该在课堂上予以导入，以适应学生的需求和学科的发展。

二、将前沿科技知识导入初中生物学教学的原则

（一）提高兴趣，启发为主

美国教育家、心理学家Jerome Bruner提出了发现学习理论，在“The Relevance of Education”“Toward a Theory of Instruction”以及“The Process of Education”三大专著中无不重点阐述了认知发展过程中学习兴趣的重要性。当前，知识点学习前移与学生总体水平的提升是现代教育发展的成果与趋势，许多课本内容已被学生提前接触甚至认知，通过浅显的概念性介绍已无法激发学生的兴趣，导致学习氛围淡薄、厌学情绪高涨等问题，既不利于知识导入，也不利于课堂管理。一段时间内，我国初中教学注重科学史的导入[3]，这是一种良好的探索与尝试，有助于学生了解生物学发展的脉络，但生物学未来发展的趋势和方向则需要通过导入前沿科技知识予以实现[4-5]。例如，上到“保护生物的多样性”的章节时，补充白鳍豚走向灭绝的原因及利用科技知识拯救的措施等知识;通过观看相关视频或纪录片，让学生直观地领略动物界的多姿多彩以及生态系统的重要性，使教学更有深度。在学习过程中结合生物学研究的成果，突出人类在前沿科技知识研究中的重要性。

（二）量度适当，联系实际

导入前沿科技知识并不是简单地灌输超纲知识，灌输“精专”的内容，而是以量度适当、联系实际作为导入前沿科技知识的重要原则。量度适当，要求在前沿科技知识输入过程中把握时机，慎重筛选知识的信息量大小和深浅程度，在充分挖掘前沿科技知识素材的基础上，摈弃过于学术化的内容，结合新课程导入或习题解答等进行阐述。比如上到“保护生物多样性的主要措施”时，可以结合本地的国家级自然保护区“天宝岩”，林间生长着“药王”之称的金线莲，数量少，对生长环境要求严格。经过几年的实验，可以采用组织培养，先培育苗木，再移到林下种植，扩大种植规模，提升产量，满足市场需求。利用身边的例子，使学生对前沿科技知识有亲切度、代入感，使这些记忆点能够反向促进课本内容的识记和探究。

三、前沿科技知识导入案例

（一）青蒿素治疗疟疾

对于疟疾这种传染病，老一辈的人可以说是“谈疟色变”，疟疾危害性极大，目前仍在全球接近百个国家和地区流行。在讲到“单细胞生物”的“单细胞生物与人类的关系”这个知识点时，可以导入屠呦呦研究员及其团队在2015年发现的青蒿素，它是一种快速高效的抗疟药;在讲“动物细胞”时，利用多媒体导入青蒿素抗疟机理。看着孩子们那一双双强烈求知的眼睛，他们能真正体会到科技知识在生活中的巨大作用，既拓宽了知识面，又激发了学习生物学的激情，培养了团队合作的意识。

（二）基因编辑技术

转基因技术问世40多年，大家对它已经非常熟悉了。在讲“基因控制生物的性状”的这个知识点时，除了分析课本中的例子“转基因鼠的启示”，还可以导入最新研究成果“基因剪刀”——基因编辑技术。这项技术对于生物体内的基因“编辑”更加精准，不需要引入外来的DNA。看到这个视频，同学们的眼前打开了通往科学殿堂的大门，从此立下了爱科学、学科学的志向，不断提高自身的科学素养。

（三）“海稻86”

在“认识生物多样性”一节中，课本介绍了袁隆平院士利用基因多样性培育杂交稻新品种。这里可以导入耐盐碱性的“海水稻”这个新品种。科学家陈日胜经过30多年的不懈努力，培育出一个耐盐碱的水稻新品种——“海稻86”，填补了盐碱地不能种植水稻的空白。在2016年和2017年两年的实验种植中，亩产均超过500公斤。2018年5月，研发中心已经在黑龙江大庆等5个实验基地同时种植。这个品种还推广到迪拜，并在迪拜的热带沙漠实验种植中，有一个品种亩产达500公斤，还有两个品种亩产400公斤。利用这些实实在在的事例激发学生在以后的学习中有意识地去关注、去学习科学技术，培养学生坚持不懈、努力探索、实事求是的精神。